CN118202158A - 作业机的液压***以及作业机 - Google Patents
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Abstract
抑制电磁比例阀(45(145))的响应延迟而不随之过度增加消耗电力。作业机(1)的液压***(HS(HS1))具有:液压致动器(AC),由工作油驱动;控制阀(V),进行切换向液压致动器(AC)供给的工作油的流量的切换动作;以及控制装置(70),控制控制阀(V),控制阀(V)具有螺线管(S),根据供给到螺线管(S)的电流进行切换动作,控制装置(70)向螺线管(S)供给用于使控制阀(V)进行切换动作的偏移电流(101),且在不供给偏移电流(101)时,间歇地供给具有比偏移电流(101)小且控制阀(V)不进行切换动作的范围内的电流值(Is)的待机电流(100)。
Description
技术领域
本发明涉及回转挖掘作业机(反铲挖掘机:backhoe)等的作业机的液压***以及作业机。
背景技术
以往,作为具有液压***的作业机,已知有专利文献1所公开的回转挖掘作业机(反铲挖掘机)等的作业机。专利文献1所公开的作业机的液压***具有:液压致动器;电磁控制阀,控制向该液压致动器供给的工作油的流量;操作构件,由操作者操作;以及控制装置,根据操作构件的操作量来控制向所述电磁控制阀供给的螺线管励磁用电流的电流值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国公开专利公报“日本特开2018-188825号公报”。
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1的作业机中,控制装置能够根据操作构件的操作量来控制电磁控制阀,从而操作液压致动器。然而,由于在寒冷地区等的低温条件下,工作油的油温成为低温而该工作油的粘性阻力上升,因此从对操作构件进行操作,使电磁控制阀的螺线管励磁,到电磁控制阀改变位置而切换向液压致动器供给工作油的供给状态为止,需要花费时间,即,存在产生响应延迟的问题。因此,可以考虑在电磁比例阀处于非工作状态的期间,供给微弱的电流,以提高电磁比例阀随后切换时的反应。
但是,若始终将这样的电流供给到非工作状态的电磁比例阀,则存在消耗电力增大的问题,以及对控制装置等施加较大的负荷这样的问题。
本发明是为了解决这样的现有技术的问题点而提出的,其目的在于抑制电磁比例阀的响应延迟而不随之过度增加消耗电力。
解决问题的手段
本发明的一个方式的作业机的液压***具有:液压致动器,由工作油驱动;控制阀,进行切换向所述液压致动器供给的工作油的流量的切换动作;以及控制装置,控制所述控制阀,所述控制阀具有螺线管,根据供给到所述螺线管的电流进行所述切换动作,所述控制装置向所述螺线管供给用于使所述控制阀进行所述切换动作的偏移(shift)电流,并且在不供给所述偏移电流时,间歇地供给具有比所述偏移电流小且在所述控制阀不进行所述切换动作的范围内的电流值的待机电流。
所述作业机的液压***具有复数个所述液压致动器,并具有分别与复数个所述液压致动器对应的复数个所述控制阀,所述控制装置也可以在不同的定时向复数个所述控制阀中的每一个控制阀的所述螺线管供给所述待机电流。
所述控制阀也可以具有:方向切换阀,切换向所述液压致动器供给的工作油的流量;以及电磁比例阀,具有根据所述偏移电流使所述方向切换阀进行动作的所述螺线管。
所述控制阀的所述螺线管包括:第一螺线管,用于将所述控制阀向一侧切换;以及第二螺线管,用于将所述控制阀向另一侧切换,所述控制装置也可以向所述第一螺线管以及所述第二螺线管中的、未接受所述偏移电流的供给的螺线管,间歇地供给所述待机电流。
在所述控制阀中的所述第一螺线管以及所述第二螺线管都没有接受所述偏移电流的供给时,所述控制装置也可以同时向所述第一螺线管以及所述第二螺线管供给所述待机电流。
在所述控制阀中的所述第一螺线管以及所述第二螺线管都没有接受所述偏移电流的供给时,所述控制装置也可以在不同的定时向所述第一螺线管以及所述第二螺线管供给所述待机电流。
所述控制阀包括:方向切换阀,具有第一受压部和第二受压部,根据作用于所述第一受压部以及所述第二受压部的先导压进行所述切换动作;以及电磁比例阀,该电磁比例阀具有第一比例阀,控制通过所述第一螺线管的作用而作用于所述第一受压部的先导压;第二比例阀,控制通过所述第二螺线管的作用而作用于所述第二受压部的先导压,所述控制装置也可以向所述第一比例阀以及所述第二比例阀中的、未供给用于使所述方向切换阀进行所述切换动作的先导压的比例阀,间歇地供给所述待机电流。
作业机也可以具有所述液压***。
根据上述作业机的液压***,能够抑制电磁比例阀的响应延迟而不会随之过度增加消耗电力。
附图说明
图1是作为作业机的一个例子的挖掘作业机(反铲挖掘机)的侧视图。
图2是驱动第一实施方式中的各种液压致动器的作业机的液压***的概略图。
图3是与第一实施方式中的动臂控制阀、斗杆控制阀、铲斗控制阀、以及回转控制阀有关的液压油路图。
图4是与第一实施方式中的推土铲控制阀、摆动控制阀、第一行驶控制阀、第二行驶控制阀、以及SP控制阀有关的液压油路图。
图5是说明控制装置向电磁比例阀(螺线管)供给的待机电流的图。
图6A是说明与控制装置向各电磁比例阀(各螺线管)供给待机电流的定时有关的模式的一个例子的时序图。
图6B是表示与控制装置向复数个控制阀各自的电磁比例阀(螺线管)供给待机电流的定时有关的模式的一个例子的时序图。
图6C是表示与控制装置向复数个控制阀各自的电磁比例阀(螺线管)供给待机电流的定时有关的模式的另一个例子的时序图。
图7是驱动第二实施方式中的各种液压致动器的作业机的液压***的概略图。
具体实施方式
以下,适当参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
[第一实施方式]
<整体结构>
图1是表示作业机1的整体结构的侧视图。在本实施方式中,作为作业机1,例示了回转作业机即挖掘作业机(反铲挖掘机)。
如图1所示,作业机1具有:机体(回转台)2;配置在机体2的左侧的左行驶装置3L;配置在机体2的右侧的右行驶装置3R;以及安装在机体2的前部的作业装置4。在机体2上设置有驾驶者(操作者)就座的驾驶席6。
在本实施方式中,将与就座于作业机1的驾驶席6的驾驶者所朝着的方向(图1的箭头A1方向)相当的方向称为对于作业机1而言的前方,将与其相反的方向(图1的箭头A2方向)称为后方。另外,对于作业机1而言的左方是指,驾驶者沿着箭头A1朝向前方观察时相当于左方的方向(图1的跟前侧),对于作业机1而言的右方是指,驾驶者同样向前观察时相当于右方的方向(图1的里侧)。
因此,图1的K1方向是前后方向(机体前后方向)。另外,将与前后方向K1正交的方向即水平方向称为机体宽度方向(左右方向)。
在本实施方式中,左行驶装置3L以及右行驶装置3R由履带式的行驶装置构成。左行驶装置3L由行驶马达ML驱动,右行驶装置3R由行驶马达MR驱动。
行驶马达ML、MR分别是液压马达。在安装有左行驶装置3L以及右行驶装置3R的行驶框架11的前部安装有推土铲7。推土铲7具有使推土铲缸C1伸缩而升降的刮板。
机体2经由回转轴承8能够绕沿上下方向延伸的轴心(以下称为“纵轴”)回转地支承在行驶框架11上。机体2被液压马达(液压致动器AC)即回转马达MT驱动而回转。
机体2具有绕纵轴回转的回转基板9以及支承在回转基板9的后部的配重10。回转基板9由钢板等形成,被连结于回转轴承8。在机体2的后部装载有原动机E1。
在本实施方式中,原动机E1是发动机。此外,原动机E1既可以是电动马达,也可以是具有发动机以及电动马达的混合型动力***。
机体2在前部具有支承托架13。在支承托架13上安装有能够绕纵轴摆动的摆动托架14。在摆动托架14上安装有作业装置4。
作业装置4具有:动臂15、斗杆16、以及作为作业工具的铲斗17。动臂15的基端部能够绕沿机体宽度方向延伸的轴心(以下,称为“横轴”)转动地枢轴安装于摆动托架14,由此动臂15的前端部能够沿上下方向摆动。斗杆16的基端部能够绕横轴转动地枢轴安装于动臂15的前端部,由此斗杆16的前端部能够在前后方向K1或上下方向上摆动。
铲斗17能够进行扒搂动作以及卸料动作地设置于斗杆16的前端部。铲斗17的扒搂动作是指,相对于斗杆16的前端部向靠近动臂15的方向的摆动,铲斗17的卸料动作是指,相对于斗杆16的前端部向远离动臂15的方向的摆动。
代替铲斗17或者除铲斗17之外,作业机1也可以安装能够由液压致动器AC驱动的液压配件即其他的作业工具。
摆动托架14能够通过设置在机体2内的摆动缸C2的伸缩而进行摆动。动臂15能够通过动臂缸C3的伸缩而进行摆动。斗杆16能够通过斗杆缸C4的伸缩而进行摆动。
铲斗17能够通过作为作业工具缸的铲斗缸C5的伸缩而进行扒搂动作以及卸料动作。扒搂动作是铲斗17相对于斗杆16向靠近动臂15的方向的动作,卸料动作是铲斗17相对于斗杆16向远离动臂15的方向的动作。
推土铲缸C1、摆动缸C2、动臂缸C3、斗杆缸C4、以及铲斗缸C5分别是液压缸(液压致动器AC)。
如上所述,作业机1具有复数个液压致动器AC,该复数个液压致动器AC包括:作为行驶马达ML、MR以及回转马达MT的液压马达;以及作为推土铲缸C1、摆动缸C2、动臂缸C3、斗杆缸C4、以及铲斗缸C5的液压缸。
<作业机的液压***>
图2示出了用于使如上所述的安装在作业机1上的复数个液压致动器AC(MT、ML、MR、C1~C5)工作的作业机1的液压***HS的概略结构。如图2所示,作业机1的液压***HS具有:压力油供给单元20和控制阀单元CV。
在压力油供给单元20中安装有:用于供给使液压致动器AC工作的工作油的主泵即第一泵21;以及用于供给作为先导压、检测信号等的信号压力油的先导泵即第二泵22。
第一泵21和第二泵22由原动机E1驱动。第一泵21是可变容量型的液压泵,第二泵22是定容量型的液压泵。第一泵21例如是能够通过改变斜板的角度来改变排出量的斜板型轴流泵。第二泵22例如是齿轮泵。此外,在以下的说明中,有时将第二泵22作为“液压泵”进行说明。
控制阀单元CV是将控制由工作油驱动的各种液压致动器AC(MT、ML、MR、C1~C5)的复数个控制阀V(V1~V9)、入口用块B1、以及出口用块B2以列状或层叠状并排设置且将它们相互连结,并且利用内部油路而使它们相互连接而构成的单元。复数个控制阀V能够进行切换向液压致动器AC供给的工作油的流量的切换动作。
此外,复数个控制阀V也可以不组合成控制阀单元CV,而是分散地配设在作业机1内,并将它们用外部油路连接。
如图2所示,作业机1的液压***HS具有排出油路30以及供给油路31。排出油路30是连接第一泵21和入口用块B1的油路。因此,第一泵21的排出油经由排出油路30被供给到入口用块B1后,再被供给到各控制阀V(V1~V9)。
供给油路31是与第二泵22连接的油路,并且是使从第二泵22排出的工作油(排出油)流动的油路。即,该排出油经由供给油路31作为先导初压被供给到控制阀V的一次侧。
因此,复数个控制阀V通过改变切换位置,能够切换从排出油路30供给的工作油的、从控制阀V向液压致动器AC的排出(供给)量(输出),以及工作油的排出(供给)方向。
如图2所示,控制阀V包括:推土铲控制阀V1,控制推土铲缸C1;摆动控制阀V2,控制摆动缸C2;第一行驶控制阀V3,控制左行驶装置3L的行驶马达ML;第二行驶控制阀V4,控制右行驶装置3R的行驶马达MR;动臂控制阀V5,控制动臂缸C3;斗杆控制阀V6,控制斗杆缸C4;铲斗控制阀V7,控制铲斗缸C5;回转控制阀V8,控制回转马达MT;以及SP控制阀V9,在安装液压配件作为作业工具的情况下,控制安装在该液压配件上的液压致动器AC。
此外,在图2中,记载了复数个控制阀V包括SP控制阀V9的例子,但也可以是不包括SP控制阀V9的结构。
如图3以及图4所示,本实施方式的用于控制控制阀单元CV中的各液压致动器AC的复数个控制阀V分别具有阀轴,构成通过阀轴的移动而能够切换到三个位置的三位式方向切换阀。此外,复数个控制阀V也可以是三位切换阀以外的二位切换阀、四位切换阀等,对切换位置数量没有限定。
如图3所示,在作为三位式方向切换阀的复数个控制阀V中,一部分控制阀V是方向切换阀41和先导式的电磁比例阀45的组合。如图4所示,其他控制阀V为非电磁式的先导操作切换阀51。
以下,对由图3中的电磁比例阀45构成的控制阀V进行说明。它们分别是动臂控制阀V5、斗杆控制阀V6、铲斗控制阀V7、以及回转控制阀V8,由此构成了如图3所示的液压油路。
图3所示的各控制阀V(V5、V6、V7、V8)具有三位式方向切换阀41,该三位式方向切换阀41通过由工作油所具有的先导压使阀轴移动来切换位置。方向切换阀41改变向液压致动器AC供给的工作油的流量,并控制该液压致动器AC的动作。
另外,图3所示的各控制阀V(V5、V6、V7、V8)为了控制方向切换阀41的切换位置而具有一对电磁比例阀45。电磁比例阀包括螺线管S,通过根据所供给的电流使该螺线管S励磁来进行方向切换阀41的动作(切换动作)。即,在方向切换阀41的阀轴的移动方向的一侧配置有作为电磁比例阀45的第一比例阀46,在另一侧配置有作为电磁比例阀45的第二比例阀47,通过接受由它们的开闭产生的具有先导压的工作油的供给,使阀轴移动,来改变方向切换阀41的切换位置。
此外,在以下的说明中,将动臂控制阀V5所具有的方向切换阀41称为第一切换阀41A,将斗杆控制阀V6所具有的方向切换阀41称为第二切换阀41B。另外,将铲斗控制阀V7所具有的方向切换阀41称为第三切换阀41C,将回转控制阀V8所具有的方向切换阀41称为第四切换阀41D。方向切换阀41是代表这些第一切换阀41A~第四切换阀41D的名称。
另外,在以下的说明中,将动臂控制阀V5所具有的电磁比例阀45称为第一电磁阀45A,将斗杆控制阀V6所具有的电磁比例阀45称为第二电磁阀45B。另外,将铲斗控制阀V7所具有的电磁比例阀45称为第三电磁阀45C,将回转控制阀V8所具有的电磁比例阀45称为第四电磁阀45D。电磁比例阀45是代表这些第一电磁阀45A~第四电磁阀45D的名称。
方向切换阀41能够在第一位置41a、第二位置41b、以及中立位置41c之间切换。方向切换阀41被位置切换方向(阀轴的移动方向)一侧的中立弹簧和与该一侧相反的另一侧的中立弹簧的作用力朝向中立位置41c施力,并通过来自电磁比例阀45即第一比例阀46或第二比例阀47的工作油所具有的先导压,从中立位置41c切换到第一位置41a或第二位置41b。
另外,方向切换阀41在位置切换方向(阀轴的移动方向)的一侧具有第一受压部42,在另一侧具有第二受压部43。当从第一比例阀46供给的工作油所具有的先导压作用于第一受压部42时,方向切换阀41从中立位置41c切换到第一位置41a。另外,当从第二比例阀47供给的工作油所具有的先导压作用于第二受压部43时,方向切换阀41从中立位置41c切换到第二位置41b。
由此,方向切换阀41能够切换从排出油路30供给的工作油的向液压致动器AC的排出(供给)量(输出)、以及工作油的排出(供给)方向。
电磁比例阀45通过被供给电流,从而能够使螺线管S励磁而改变先导压。此外,在供给到电磁比例阀45的电流中存在抖动(dither)振幅。通过该抖动振幅会导致螺线管S微动,并且从电磁比例阀45作用于方向切换阀41的受压部的工作油也会发生脉动。
如图3所示,第一比例阀46(一个电磁比例阀45)向方向切换阀41的第一受压部42供给工作油,第二比例阀47(另一个电磁比例阀45)向方向切换阀41的与第一受压部42相反的一侧的第二受压部43供给工作油。从第二泵22排出的工作油经由供给油路31被供给到第一比例阀46以及第二比例阀47。
第一比例阀46以及第二比例阀47分别具有螺线管S,通过螺线管S的励磁而开阀,将工作油供给到方向切换阀41的第一受压部42或第二受压部43,并将该工作油所具有的先导压施加到阀轴,使阀轴移动,来控制方向切换阀41的切换位置。
此外,将第一比例阀46的螺线管S设为第一螺线管S1,将第二比例阀47的螺线管S设为第二螺线管S2。而且,无论有无比例阀46、47,有时也都将用于使阀轴向一侧切换的螺线管称为第一螺线管S1,将用于使阀轴向另一侧切换的螺线管称为第二螺线管S2。即,第一比例阀46具有螺线管S(第一螺线管S1),控制通过该第一螺线管S1的作用而作用于第一受压部42的先导压。另外,第二比例阀47具有螺线管S(第二螺线管S2),控制通过该第二螺线管S2的作用而作用于第二受压部43的先导压。
具体而言,作业机1的液压***HS具有:与供给油路31连接的工作油路32以及与工作油箱T连接的***油路33。
工作油路32的第一端部与供给油路31连接,与第一端部相反一侧的第二端部分支成复数个,来连接于电磁比例阀45(第一比例阀46以及第二比例阀47)的一次侧的端口(一次端口)。
因此,工作油路32能够将在供给油路31中流动的工作油分别供给到电磁比例阀45(第一比例阀46以及第二比例阀47)中的每一个。即,第二泵22排出的油经由供给油路31以及工作油路32被供给到电磁比例阀45。
另外,如图3所示,***油路33的第一端部与工作油箱T连接,与第一端部相反一侧的第二端部分支成复数个,来连接于电磁比例阀45以及方向切换阀41。
具体而言,***油路33的第二端部与电磁比例阀45的排出侧端口和方向切换阀41的受压部(第一受压部42以及第二受压部43)之间的油路、以及方向切换阀41的排出端口(排出来自液压致动器AC的回油的端口)连接。
另外,在***油路33中的、在电磁比例阀45的二次侧的端口(二次端口)与方向切换阀41的受压部(第一受压部42以及第二受压部43)之间合流的部分(排出油路33a)设置节流口33b。
因此,***油路33能够将从电磁比例阀45供给到方向切换阀41的受压部(第一受压部42以及第二受压部43)的工作油的一部分以及从方向切换阀41排出的工作油排出到工作油箱T。
由此,电磁比例阀45能够根据所供给的电流的大小来改变开度,并将从工作油路32供给的工作油供给到方向切换阀41的受压部(第一受压部42以及第二受压部43)以及排出到***油路33中。即,电磁比例阀45是根据所供给的电流,经由方向切换阀41控制液压致动器AC的阀。
此外,虽然在本实施方式中示出了三位式的方向切换阀41组装在电磁比例阀45中的结构,但也可以将用于操作方向切换阀41的阀轴的电磁比例阀与方向切换阀分开配置。
<操纵杆操作>
如图3所示,作业机1的液压***HS具有控制装置70。控制装置70是由电气/电子电路、CPU、MPU等中所存储的程序等构成的装置。
控制装置70控制作业机1所具有的各种设备。例如,控制装置70能够控制原动机E1以及该原动机E1的转速(原动机转速)。另外,控制装置70具有存储部70a。存储部70a是非易失性的存储器等,存储与控制装置70的控制有关的各种信息等。
在各控制阀V中,作为电磁比例阀45的第一比例阀46以及第二比例阀47的各螺线管S1、S2与控制装置70连接,电磁比例阀45根据从控制装置70供给的作为指令信号的电流的大小即电流值I,接受具有与该电流值I对应的先导压的工作油的供给,由此对各方向切换阀41进行切换操作。
另外,在控制装置70上连接有为了操作各方向切换阀41而由操作者手动操作的第一操作构件75。
第一操作构件75具有检测操作方向以及操作量的传感器76。传感器76的结构没有特别限定,例如可以使用电位器等。传感器76与控制装置70连接,将检测出的操作方向以及操作量作为检测信号输出。
控制装置70将具有与第一操作构件75的操作量对应的电流值I的电流供给到操作对象的控制阀V中的电磁比例阀45的螺线管S(S1、S2)。具体而言,如图3所示,控制装置70具有电流控制部70b,该电流控制部70b根据第一操作构件75的操作方向以及操作量,控制(定义)向操作对象的控制阀V中的电磁比例阀45的螺线管S(S1、S2)供给的电流。
电流控制部70b由设置在控制装置70中的电气/电子部件、以及组装在存储部70a中的程序等构成。
电流控制部70b基于传感器76输出到控制装置70中检测信号和预先存储在存储部70a中的控制图或规定的运算式,定义向电磁比例阀45的螺线管S(S1、S2)供给的电流(电流值I)。由此,控制装置70将电流控制部70b所定义的电流供给到操作对象的控制阀V中的电磁比例阀45(第一比例阀46或第二比例阀47)的螺线管S(第一螺线管S1或第二螺线管S2)。
此外,在控制装置70向操作对象的控制阀V中的电磁比例阀45(第一比例阀46或第二比例阀47)的螺线管S(第一螺线管S1或第二螺线管S2)供给的电流中,如上述那样存在抖动振幅。
在本实施方式中,第一操作构件75包括:第一操作件75A以及第二操作件75B。
第一操作件75A能够操作安装在作业机1上的两个操作对象,例如,能够操作动臂控制阀V5的第一切换阀41A以及铲斗控制阀V7的第三切换阀41C。换言之,第一操作件75A能够进行动臂15的摆动操作和铲斗17的摆动操作。
另外,第一操作件75A具有作为传感器76的检测该第一操作件75A的操作方向以及操作量的第一传感器76a。因此,电流控制部70b基于从第一传感器76a输出的检测信号,定义向第一电磁阀45A以及第三电磁阀45C各自的螺线管S供给的电流,控制装置70向第一电磁阀45A以及第三电磁阀45C的螺线管S供给电流。
例如,在将第一操作件75A向前后方向操作的情况下,电流控制部70b基于从第一传感器76a输出的检测信号,定义向第一电磁阀45A的螺线管S供给的电流,控制装置70向第一电磁阀45A的螺线管S供给电流。
另一方面,在将第一操作件75A向机体宽度方向(左右方向)操作的情况下,电流控制部70b基于从第一传感器76a输出的检测信号,定义向第三电磁阀45C的螺线管S供给的电流,控制装置70向第三电磁阀45C的螺线管S供给电流。由此,控制装置70基于第一操作件75A的操作,控制第一切换阀41A以及第三切换阀41C。
第二操作件75B能够操作安装在作业机1上的两个操作对象,例如,能够操作斗杆控制阀V6的第二切换阀41B以及回转控制阀V8的第四切换阀41D。换言之,第二操作件75B能够进行斗杆16的摆动操作和回转马达MT的回转驱动操作。
另外,第二操作件75B具有作为传感器76的检测该第二操作件75B的操作方向以及操作量的第二传感器76b。因此,电流控制部70b基于从第二传感器76b输出的检测信号,定义向第二电磁阀45B以及第四电磁阀45D各自的螺线管S供给的电流,控制装置70向第二电磁阀45B以及第四电磁阀45D的螺线管S供给电流。
例如,在将第二操作件75B向前后方向操作的情况下,电流控制部70b基于从第二传感器76b输出的检测信号,定义向第二电磁阀45B的螺线管S供给的电流,控制装置70向第二电磁阀45B的螺线管S供给电流。
另一方面,在将第二操作件75B向机体宽度方向(左右方向)操作的情况下,电流控制部70b基于从第二传感器76b输出的检测信号,定义向第四电磁阀45D的螺线管S供给的电流,控制装置70向第四电磁阀45D的螺线管S供给电流。由此,控制装置70基于第二操作件75B的操作,控制第二切换阀41B以及第四切换阀41D。
此外,第一操作件75A以及第二操作件75B例如由就座于驾驶席6的驾驶者把持并操作的操作杆构成。该操作杆例如也可以是如上述那样能够在前后方向以及机体宽度方向(左右方向)上转动(倾斜移动)的操作杆,还可以使用能够从中立位置向所有方向转动(倾斜移动)的操纵杆。
<先导操作>
以下,对作为图4中的先导操作切换阀51而构成的控制阀V进行说明。它们分别是推土铲控制阀V1、摆动控制阀V2、第一行驶控制阀V3、第二行驶控制阀V4、以及SP控制阀V9,由此构成了如图4所示的液压油路。
如图4所示,操作装置55具有向控制阀V(V1~V4、V9)供给具有先导压的工作油(先导油)的先导阀56以及操作该先导阀56的第二操作构件57。第二操作构件57例如由配置在驾驶席6的周围的操作杆、踏板等构成。
作为控制阀V的先导操作切换阀51能够在第一位置51a、第二位置51b、以及中立位置51c之间切换。先导操作切换阀51被切换方向一侧的中立弹簧和与该一侧相反的另一侧的中立弹簧的作用力朝向中立位置51c施力,通过从先导阀56输出的工作油的压力,从中立位置51c切换到第一位置51a或第二位置51b。
另外,先导操作切换阀51在切换方向一侧具有第三受压部52,在另一侧具有第四受压部53。另外,先导阀56的一次侧的端口(一次端口)与工作油路32的第二端部连接,能够将从工作油路32供给的工作油从二次侧的端口(二次端口)向先导操作切换阀51的受压部(第三受压部52以及第四受压部53)供给。
因此,当从先导阀56供给的工作油作用于第三受压部52时,先导操作切换阀51从中立位置51c切换到第一位置51a。另外,当从先导阀56供给的工作油作用于第四受压部53时,先导操作切换阀51从中立位置51c切换到第二位置51b。由此,先导操作切换阀51能够切换从排出油路30供给的工作油的向液压致动器AC的排出(供给)量(输出)以及工作油的排出(供给)方向。
此外,在作业机1的液压***HS中,只要复数个控制阀V中的至少一个以上的控制阀V是组装有电磁比例阀45的控制阀V即可,组装有电磁比例阀45的控制阀V并不限定于动臂控制阀V5、斗杆控制阀V6、铲斗控制阀V7、以及回转控制阀V8。
例如,组装有电磁比例阀45的控制阀V可以是推土铲控制阀V1、摆动控制阀V2、第一行驶控制阀V3、第二行驶控制阀V4、以及SP控制阀V9中的任一个,对其组合也没有限定。
<间歇待机电流>
如图5所示,在作业机1的液压***HS中,控制装置70向用于改变控制各液压致动器AC的方向切换阀41的位置的电磁比例阀45的螺线管S间歇地供给具有规定的电流值Is的待机电流SC。控制装置70间歇地向第一比例阀46以及第二比例阀47中的、未供给用于使方向切换阀41进行切换动作的先导压的比例阀供给待机电流。
待机电流100是例如为了在电磁比例阀45从长时间处于中立位置的状态切换到工作位置的情况下等、抑制电磁比例阀45的反应性降低而向电磁比例阀45的螺线管S供给的微弱电流。
因此,该待机电流100由于在电磁比例阀45处于中立位置的期间中被供给到电磁比例阀45的螺线管S,因此之后在操作所述第一操作构件75等以使其从此前保持的位置移动时,电磁比例阀45会发生良好反应地进行工作,以改变方向切换阀41的切换位置。
如图5所示,待机电流100间歇地向电磁比例阀45供给。即,供给待机电流100的时间和不供给待机电流100的时间交替进行。由此,与始终供给待机电流100的情况相比,能够降低控制装置70所使用的总电流值,并起到抑制控制装置70的发热的效果和降低消耗电力的效果。
优选地,如图5所示,通过延长不供给待机电流100的时间而缩短供给待机电流100的时间,能够降低从控制装置70供给的总电流值。
此外,这些时间设定是任意的,可以使供给待机电流100的时间比不供给待机电流100的时间长,或者也可以使供给待机电流100的时间和不供给待机电流100的时间大致相同。
另外,为了防止方向切换阀41的误工作,即错误的切换位置改变,将待机电流100所具有的电流值Is设定在比阀轴启动所需的后述的偏移电流101的最小电流值Imin小且方向切换阀41不进行切换动作的范围内,并且设定为确保阀轴的良好的反应性所需的最低限度的电流值以上的值。
即,供给到电磁比例阀45的待机电流100所具有的电流值Is是指,确保作为电磁比例阀45所期望的良好的反应性,并且不改变方向切换阀41的当前位置而设定的电流值。
在本实施方式中的控制阀单元CV中,各控制阀V分别构成一个区段(section),控制阀单元CV是将这些复数个区段组合而成的单元。更详细地说,在控制阀单元CV中,如图3所示,设置有复数个由包含方向切换阀41的电磁比例阀45构成的区段,或者,如图4所示,也设置有由先导操作切换阀51构成的区段。上述的待机电流100的供给适用于图3所示的由电磁比例阀45构成的区段。
第一比例阀46的第一螺线管S1以及第二比例阀47的第二螺线管S2分别接受从控制装置70供给的电流,并向同一区段(控制阀V)中的方向切换阀41供给作为先导压的工作油来改变方向切换阀41的切换位置。
将为了供给用于进行方向切换阀41的切换动作(位置改变)的先导压(工作油)而分别供给到第一比例阀46的第一螺线管S1以及第二比例阀47的第二螺线管S2中的每一个的电流称为偏移电流101。偏移电流101具有所述的最小电流值Imin以上的电流值。
图6A示出了向各区段(控制阀V)中的第一螺线管S1(第一比例阀46)以及第二螺线管S2(第二比例阀47)供给待机电流100的供给模式的一个例子。当第一螺线管S1(第一比例阀46)和第二螺线管S2(第二比例阀47)都没有接收到电流时,方向切换阀41被配置在中立位置41c。此时,第一螺线管S1(第一比例阀46)和第二螺线管S2(第二比例阀47)都间歇地接受待机电流100的供给。
此外,在图6A所示的模式中,向同一区段中的第一螺线管S1(第一比例阀46)以及第二螺线管S2(第二比例阀47)同时供给待机电流100,并且电流的供给时间也是相同的时间。
在向第一螺线管S1(第一比例阀46)和第二螺线管S2(第二比例阀47)都未接受偏移电流101的供给的非工作状态的电磁比例阀45供给偏移电流101而改变方向切换阀41的切换位置的情况下,向第一螺线管S1(第一比例阀46)以及第二螺线管S2(第二比例阀47)中的一方供给偏移电流101,另一方继续不接受偏移电流101的供给,而是继续接受待机电流100的间歇性的供给。
在图6A的例子中,为了将方向切换阀41从中立位置41c切换到第一位置41a,向第一螺线管S1(第一比例阀46)供给偏移电流101。在此期间,对不接受偏移电流101的供给而处于非工作状态的第二螺线管S2(第二比例阀47)间歇地供给待机电流100。
第二螺线管S2(第二比例阀47)由于在向第一螺线管S1(第一比例阀46)供给偏移电流101之前持续处于非工作的状态,因此从上次供给待机电流100开始,经过设定的无电流供给的时间后,在第一螺线管S1(第一比例阀46)接受偏移电流101的供给的期间也接受待机电流100的供给。
图6B以及图6C分别表示向控制阀单元CV中的复数个控制阀V所具有的电磁比例阀45(45A、45B、45C、45D)供给待机电流100的供给模式的一个例子。无论在哪个例子中,都以不同的定时向复数个控制阀V各自的电磁比例阀45(螺线管S)供给待机电流100。
由此,与同时向复数个电磁比例阀45施加待机电流100的情况相比,能够抑制从控制装置70一次输出的总电流量,有助于提高控制装置70的耐久性。
而且,在图6B的实施方式中,在各控制阀V的电磁比例阀45中的第一螺线管S1以及第二螺线管S2都未接受用于改变方向切换阀41的位置的偏移电流101的供给的情况下,即,在第一比例阀46以及第二比例阀47都没有供给用于使方向切换阀41进行切换动作的先导压的情况下,同时向该第一螺线管S1以及第二螺线管S2供给待机电流100。
由此,能够尽可能地简化易于变得复杂的待机电流100的供给定时的控制。另外,由于在当时向电磁比例阀45的阀轴的两端供给待机电流100,因此能够可靠地防止电磁比例阀45因待机电流100而误工作。
另一方面,在图6C的实施方式中,在各控制阀V的电磁比例阀45中的第一螺线管S1以及第二螺线管46b都未接受用于改变方向切换阀41的位置的偏移电流101的供给的情况下,即,在第一比例阀46以及第二比例阀47都没有供给用于使方向切换阀41进行切换动作的先导压的情况下,使向该第一螺线管S1以及第二螺线管S2供给待机电流100的供给定时不同。
由此,能够进一步提高抑制由控制装置70一次输出的总电流量的效果。
[第二实施方式]
图7示出了另一实施方式(第二实施方式)中的作业机的液压***HS1。
以下,对于第二实施方式的作业机的液压***HS1,以与上述的实施方式(第一实施方式)不同的结构为中心进行说明,对于与第一实施方式共同的结构标注相同的附图标记,并省略详细的说明。
第二实施方式的液压***HS1中的与第一实施方式的液压***HS不同的点在于,将第一实施方式中由先导式的电磁比例阀45构成的控制阀V改变为由直动式的电磁比例阀145构成的控制阀。
<电磁比例阀的说明>
直动式的电磁比例阀145是不经由先导阀而通过螺线管直接使阀轴动作来控制工作油向液压致动器AC的流动的阀。
即,图7所示的电磁比例阀145在阀轴的移动方向的一侧配置第一螺线管S1,在另一侧配置第二螺线管S2,而不经由图3所示的比例阀46、47。即,将用于使电磁比例阀145(方向切换阀41)的阀轴向一侧移动的螺线管设为第一螺线管S1,将用于使阀轴向另一侧移动的螺线管作为第二螺线管S2。
在该实施方式中,将动臂控制阀V5所具有的电磁比例阀145称为第一电磁阀145A,将斗杆控制阀V6所具有的电磁比例阀145称为第二电磁阀145B。另外,将铲斗控制阀V7所具有的电磁比例阀145称为第三电磁阀145C,将回转控制阀V8所具有的电磁比例阀45称为第四电磁阀145D。电磁比例阀145是代表这些第一电磁阀145A~第四电磁阀145D的名称。
图7的电磁比例阀145的主阀部为如方向切换阀41那样的三位切换式的方向切换阀。电磁比例阀145通过因向第一螺线管S1或第二螺线管S2供给偏移电流101而引起的阀轴的动作而在中立位置45c与第一位置45a之间,或中立位置45c与第二位置45b之间切换位置。
更详细地说,当向第一螺线管S1供给偏移电流101时,电磁比例阀145的阀轴因第一螺线管S1的励磁而移动,处于中立位置45c的电磁比例阀145切换到第一位置45a。另一方面,当向第二螺线管S2供给偏移电流101时,电磁比例阀145的阀轴因第二螺线管S2的励磁而移动,处于中立位置45c的电磁比例阀145切换到第二位置45b。
向图7所示的各电磁比例阀145的螺线管S1、S2供给待机电流100的供给模式、向复数个电磁比例阀145(145A、145B、145C、145D)供给待机电流100的供给模式与向第一实施方式中的电磁比例阀45供给待机电流100的供给模式相同。即,采用了上述的参照图5、图6A、图6B、图6C说明的待机电流100的间歇性的供给模式。
<效果>
上述的作业机的液压***HS(HS1)具有:由工作油驱动的液压致动器AC;进行切换向液压致动器AC供给的工作油的流量的切换动作的控制阀V;以及控制控制阀V的控制装置70。控制阀V具有螺线管S,根据供给到螺线管S的电流进行切换动作。控制装置70向螺线管S供给用于使控制阀V进行切换动作的偏移电流101,并且在未供给偏移电流101时,间歇地供给具有比偏移电流小且控制阀V不进行切换动作的范围内的电流值Is的待机电流100。
根据上述结构,供给到控制阀V的螺线管S的电流不会长时间中断。由此,能够在长时间不向控制阀V的螺线管S供给电流时,消除控制阀V动作的开始相对于再次被供给的电流延迟的问题。
另外,上述结构的液压***HS(HS1)具有复数个液压致动器AC,并具有分别与复数个液压致动器AC对应的复数个控制阀V。控制装置70在不同的定时向复数个控制阀V中的每一个控制阀的螺线管S供给待机电流100。
根据上述结构,控制装置70由于不会对复数个控制阀V一次供给待机电流100,因此能够降低因流过待机电流100而产生的负荷。
另外,在上述结构的液压***HS中,控制阀V具有:切换向液压致动器AC供给的工作油的流量的方向切换阀41;以及具有根据偏移电流使方向切换阀41动作的螺线管S的电磁比例阀45。
根据上述结构,在先导式的电磁比例阀45中能够起到向螺线管S间歇地供给待机电流100所产生的上述的效果。
另外,在上述结构的液压***HS(HS1)中,控制阀V的螺线管S包括:用于将控制阀V向一侧切换的第一螺线管S1;以及用于将控制阀V向另一侧切换的第二螺线管S2。控制装置70向第一螺线管S1以及第二螺线管S2中的未接受偏移电流101的供给的螺线管间歇地供给待机电流100。
根据上述结构,由于控制装置70供给待机电流100,因此未接受偏移电流101的供给的螺线管S1或S2在之后接受偏移电流101的供给时的反应良好,另一方面,由于不会向接受偏移电流101的供给的螺线管S1或S2重叠地供给待机电流100,因此能够更可靠地抑制液压致动器AC意外地进行动作。
另外,在上述结构的液压***HS(HS1)中,控制装置70在控制阀V中的第一螺线管S1以及第二螺线管S2都未接受偏移电流101的供给时,同时向第一螺线管S1以及第二螺线管S2供给待机电流100。
根据上述结构,能够尽可能地简化容易变得复杂的待机电流100的供给定时的控制。
或者,在上述结构的液压***HS(HS1)中,控制装置70在控制阀V中的第一螺线管S1和第二螺线管S2都未接受偏移电流101的供给时,在不同的定时向第一螺线管S1以及第二螺线管S2供给待机电流100。
根据上述结构,控制装置70由于不会向第一螺线管S1和第二螺线管S2一次供给待机电流100,因此能够降低因流过待机电流100而产生的负荷。
另外,在上述结构的液压***HS中,控制阀V具有:方向切换阀41,该方向切换阀41具有第一受压部42和第二受压部43,根据作用于第一受压部42以及第二受压部43的先导压进行切换动作;以及电磁比例阀45,该电磁比例阀45具有控制通过第一螺线管S1的作用而作用于第一受压部42的先导压的第一比例阀46和控制通过第二螺线管S2的作用而作用于第二受压部的先导压的第二比例阀47,控制装置70向第一比例阀46以及第二比例阀47中的、未供给用于使方向切换阀41进行切换动作的先导压的比例阀间歇地供给待机电流100。
根据上述结构,在作为先导式电磁比例阀的第一比例阀46和第二比例阀47中,能够起到向第一螺线管S1和第二螺线管S2间歇地供给待机电流100所产生的上述效果。
另外,作业机1具有上述结构的液压***HS(HS1)。
根据上述结构,能够在作业机1中实现由待机电流100的间歇供给所带来的上述效果。
以上,对本发明进行了说明,但应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求的范围来表示,意图包括与权利要求的范围等同的意思以及范围内的所有变更。
附图标记说明
1:作业机
41:方向切换阀
45:电磁比例阀
46:第一比例阀
47:第二比例阀
70:控制装置
100:待机电流
101:偏移电流
145:电磁比例阀
AC:液压致动器
I:电流值
Imin:(偏移电流的)最小电流值
Is:(待机电流的)电流值
HS:液压***
HS1:液压***
S:螺线管
S1:第一螺线管
S2:第二螺线管
V:控制阀
Claims (8)
1.一种作业机的液压***,其中,具有:
液压致动器,由工作油驱动;
控制阀,进行切换向所述液压致动器供给的工作油的流量的切换动作;以及
控制装置,控制所述控制阀,
所述控制阀具有螺线管,根据向所述螺线管供给的电流进行所述切换动作,
所述控制装置向所述螺线管供给用于使所述控制阀进行所述切换动作的偏移电流,并且在不供给所述偏移电流时,间歇地供给具有比所述偏移电流小且所述控制阀不进行所述切换动作的范围内的电流值的待机电流。
2.根据权利要求1所述的作业机的液压***,其中,
所述作业机的液压***具有复数个所述液压致动器,并具有分别与复数个所述液压致动器对应的复数个所述控制阀,
所述控制装置在不同的定时向复数个所述控制阀中的每一个所述控制阀的所述螺线管供给所述待机电流。
3.根据权利要求1或2所述的作业机的液压***,其中,
所述控制阀具有:方向切换阀,切换向所述液压致动器供给的工作油的流量;以及电磁比例阀,该电磁比例阀具有根据所述偏移电流使所述方向切换阀进行动作的所述螺线管。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的作业机的液压***,其中,
所述控制阀的所述螺线管包括:用于将所述控制阀向一侧切换的第一螺线管以及用于将所述控制阀向另一侧切换的第二螺线管,
所述控制装置向所述第一螺线管以及所述第二螺线管中的、未接受所述偏移电流的供给的螺线管,间歇地供给所述待机电流。
5.根据权利要求4所述的作业机的液压***,其中,
在所述控制阀中的所述第一螺线管以及所述第二螺线管都未接受所述偏移电流的供给时,所述控制装置同时向所述第一螺线管以及所述第二螺线管供给所述待机电流。
6.根据权利要求4所述的作业机的液压***,其中,
在所述控制阀中的所述第一螺线管以及所述第二螺线管都未接受所述偏移电流的供给时,所述控制装置在不同的定时向所述第一螺线管以及所述第二螺线管供给所述待机电流。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的作业机的液压***,其中,
所述控制阀具有:
方向切换阀,具有第一受压部和第二受压部,根据作用于所述第一受压部以及所述第二受压部的先导压进行所述切换动作;以及
电磁比例阀,具有:第一比例阀,控制通过所述第一螺线管的作用而作用于所述第一受压部的先导压;和第二比例阀,控制通过所述第二螺线管的作用而作用于所述第二受压部的先导压,
所述控制装置对所述第一比例阀以及所述第二比例阀中的、未供给用于使所述方向切换阀进行所述切换动作的先导压的比例阀,间歇地供给所述待机电流。
8.一种作业机,其中,具有权利要求1~7中任一项所述的作业机的液压***。
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